三次元連通気孔制御による炭酸アパタイト骨補填材の骨造成能力向上

通过控制三维连续孔隙提高碳酸磷灰石骨替代材料的成骨能力

• 批准号: 22K20995
• 负责人: 田中 啓喬
• 金额: $ 1.75万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-08-31 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K20995/
• 关键词: 炭酸アパタイト; 多孔体; 骨補填材; 連通気孔; 骨造成; 人工骨補填材

炭酸アパタイトは骨無機質の主成分であり、高い骨伝導性、骨置換性を有することから人工骨補填材として口腔インプラント治療時の骨再建に使用されている。骨補填材の骨造成能力は組成だけでなく構造にも影響を受ける。中でも全ての気孔が互いに連通した三次元連通気孔は細胞や組織液を迅速に材料内部に誘導することができるため、骨造成を促進すると考えられる。本研究では炭酸アパタイトに三次元連通気孔を付与し、そのサイズや量を制御することで、三次元連通気孔が炭酸アパタイトの骨造成に与える影響について検証を行う。まずは異なる気孔サイズを有する炭酸アパタイトの作製を行うこととした。先行研究では顆粒状の炭酸アパタイトを粟おこしの様に連結することで、三次元連通気孔を有する炭酸アパタイトを作製できることを明らかにしている。我々は顆粒のサイズを変えることで粟おこし様の炭酸アパタイトの三次元連通気孔のサイズを制御できると考えた。水酸化カルシウムを炭酸化して調製した炭酸カルシウムブロックを粉砕・篩分けし、サイズの異なる炭酸カルシウム顆粒を調製、電気炉で熱処理してサイズの異なる酸化カルシウム顆粒を調製した。酸化カルシウム顆粒を型枠に入れ、水と反応させ、水和膨張させることによって三次元連通気孔を有する水酸化カルシウムを調製し、これを二酸化炭素に曝露して、組成を炭酸カルシウムに変換させた。得られた炭酸カルシウムを走査型電子顕微鏡で観察したところ、炭酸カルシウム表面に多数の気孔を確認することができた。また、その気孔サイズは使用した酸化カルシウムの顆粒サイズにより異なっていることが確認できた。

Inorganic carbon acid ア パ タ イ ト は bone mass の principal component で あ り, high い 伝 guide bone, bone replacement を have す る こ と か ら fill fill material of artificial bone と し て oral イ ン プ ラ ン ト treatment の bone reconstruction に use さ れ て い る. The bone formation capacity of bone graft fillers is affected by <s:1> composition だけでなく structure に だけでなく を and ける. Hole in で も full て の 気 が mutual い に connected し た three-d connected 気 は cell や tissue fluid を quickly に material internal に induced す る こ と が で き る た め, bone を promote す る と exam え ら れ る. This study で は carbon acid ア パ タ イ ト に three-d connected 気 hole を give し, そ の サ イ ズ や quantity を suppression す る こ と で, three dimensional hole connected 気 が carbon acid ア パ タ イ ト の bone に and え る influence に つ い て 検 line card を う. ま ず は different な る 気 hole サ イ ズ を have す る carbon acid ア パ タ イ ト の cropping を line う こ と と し た. Leading research で は granular の carbon acid ア パ タ イ ト を millet お こ し の others に link す る こ と で, three dimensional connected 気 hole を す る carbon acid ア パ タ イ ト を cropping で き る こ と を Ming ら か に し て い る. I 々 は particles の サ イ ズ を - え る こ と で millet お こ し others の carbon acid ア パ タ イ ト の three dimensional hole connected 気 の サ イ ズ を suppression で き る と exam え た. Water acidification カ ル シ ウ ム を carbon acidification し て modulation し た carbon acid カ ル シ ウ ム ブ ロ ッ ク 砕 を powder, sieving け し, サ イ ズ の different な る carbon acid カ ル シ ウ ム particles を modulation, electric heat 気 furnace で 処 し て サ イ ズ の different な る acidification カ ル シ ウ ム particles を modulation し た. Acidification カ ル シ ウ ム particle type を 枠 に into れ, water と 応 さ せ, water and swelling さ せ る こ と に よ っ て three dimensional connected 気 hole を す る water acidification カ ル シ ウ ム を modulation し, こ れ を two acidification carbon に exposure し て, composition を carbon acid カ ル シ ウ ム に variations in さ せ た. Have ら れ た carbon acid カ ル シ ウ ム を walkthrough type electronic 顕 micromirror で 観 examine し た と こ ろ, carbon acid カ ル シ ウ ム surface に most の 気 hole を confirm す る こ と が で き た. ま た, そ の 気 hole サ イ ズ は use し た acidification カ ル シ ウ ム の particles サ イ ズ に よ り different な っ て い る こ と が confirm で き た.

项目成果

炭酸アパタイト製骨補填材の多孔体化による骨造成能力の向上

通过使碳酸盐磷灰石骨替代材料多孔化来提高骨形成能力

• 发表时间: 2023
• 作者: 松本 修治;岩山 智明;冨田 貴和子;岩下 瑞穂;パーン ポンサティアン;阪下 裕美;竹立 匡秀;村上 伸也;田中啓喬
• 通讯作者: 田中啓喬